Python __getitem__ и оператор приводят к странному поведению

Чем объясняется следующее поведение:

class Foo:
    def __getitem__(self, item):
        print("?")
        return 1

f = Foo()

1 in f  # prints one ? and returns True

5 in f  # prints ? forever until you raise a Keyboard Exception

# Edit: eventually this fails with OverflowError: iter index too large

Если объект не имеет __contains__реализации, inвозвращается значение по умолчанию, которое в основном работает так:

def default__contains__(self, element):
    for thing in self:
        if thing == element:
            return True
    return False

И если объект не имеет __iter__реализации, forвозвращается значение по умолчанию, которое в основном работает так:

def default__iter__(self):
    i = 0
    try:
        while True:
            yield self[i]
            i += 1
    except IndexError:
        pass

Эти значения по умолчанию используются, даже если объект не предназначен для последовательности.

Ваш 1 in fи 5 in fтесты используют запасные варианты по умолчанию для inи for, что приводит к наблюдаемому поведению. 1 in fнаходит 1сразу, но ваш __getitem__никогда не возвращается 5, поэтому 5 in fработает вечно.

(Ну, на самом деле, в эталонной реализации Python __iter__резервный вариант по умолчанию хранит индекс в переменной типа C-типа Py_ssize_t, поэтому, если вы будете ждать достаточно долго, эта переменная будет исчерпана, а Python вызовет OverflowError . Если вы это увидели, вы должен быть в 32-битной сборке Python. Компьютеров не было достаточно долго, чтобы кто-нибудь смог запустить его на 64-битной Python.)